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肌腱干细胞在缺氧条件下表现更好2023-06-20 08:56:12

大多数细胞的最初发育是在缺氧状态下进行。另外,有研究表明,肌腱愈合需要一个低氧环境,而干细胞在低氧张力下有很高的增殖能力。低氧可以通过调节缺氧诱导因子1α的表达影响干细胞的分化。此外,缺氧可以增加血管内皮生长因子的表达,作为促进血管生成的一种方式。由于肌腱的低血管性和低细胞密度,肌腱组织周围缺乏营养,受伤后难以愈合,所以血管生成对肌腱愈合尤为重要。

与其他干细胞一样,肌腱干/祖细胞在缺氧条件下表现更好。ZHANG等将人肌腱干/祖细胞暴露在体积分数5%的氧气中,发现不仅肌腱干/祖细胞的数量增加,而且它们的干性标志物的表达也高于常氧条件下;除此之外,肌腱细胞相关的基因,如tenascin-C的表达水平高于常氧,而非肌腱细胞相关的基因,包括sox9及Runx2的表达水平较低。LI等从健康大鼠跟腱中分离出肌腱干/祖细胞,并将其置于体积分数3%的氧气中,与体积分数20%的氧气相比,肌腱干/祖细胞的增殖能力更强,成骨能力下降。低氧张力不仅改善了正常肌腱干/祖细胞的增殖能力,也改善了老化干细胞的分化能力。肌腱干/祖细胞错误分化的原因之一是氧张力的变化。正常肌腱组织含氧量较少,如果氧张力升高,将导致肌腱干/祖细胞错误分化为非肌腱细胞。因此,缺氧有利于肌腱干/祖细胞在体外有效扩增,用于肌腱组织工程。肌腱钙化是一个比较棘手的临床问题,其病因是基于肌腱干/祖细胞在炎症条件下向成骨细胞的分化。姜黄素是一种小分子药物,具有抗炎和抗氧化作用。
 
有研究建立了一个大鼠肌腱钙化模型,其中注射了含有姜黄素的壳聚糖微球,结果显示姜黄素通过下调炎症介质如肿瘤坏死因子α、白细胞介素1α和白细胞介素1β来缓解炎症反应,从而抑制肌腱钙化,促进肌腱愈合;同时,姜黄素能促进肌腱干/祖细胞向肌腱分化,促进炎症环境下的胶原蛋白合成。肿瘤坏死因子α可诱发肌腱病,并可引起肌腱干/祖细胞的凋亡和分化为骨细胞。鸢尾花素是一种治疗肌腱病的新药,通过阻断MAPK和核转录因子κB途径来抑制肿瘤坏死因子α的表达。除此之外,鸢尾花素还能逆转肌腱病的钙化,以及增加胶原蛋白Ⅰ的表达。
 
出自《影响肌腱干细胞分化的因素 》作者逯静薇,吕可馨,蒋莉。